JP2002208486A - Organic electronic device - Google Patents

Organic electronic device

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JP2002208486A JP2001000963A JP2001000963A JP2002208486A JP 2002208486 A JP2002208486 A JP 2002208486A JP 2001000963 A JP2001000963 A JP 2001000963A JP 2001000963 A JP2001000963 A JP 2001000963A JP 2002208486 A JP2002208486 A JP 2002208486A
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Akihiro Senoo
Kazunori Ueno
和則 上野
章弘 妹尾
達人 川合
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キヤノン株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a non-linear element having a function equivalent to the function of conventional organic transistor, not using a special organic material with very high mobility, but using a wide-ranged organic material, and to provide an organic electronic device with high reliability which is easy to manufacture.
SOLUTION: For the organic electronic device, having an organic LED element 4 and non-linear elements 1, 3 controlling the current flowing into the above on a substrate 100, the non-linear element has a structure of holding a metal layer 103 between organic layers 102, 104, and constructed so that a part of current flows between the organic layers 102, 104, through the metal layer 103.
COPYRIGHT: (C)2002,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電荷注入型発光素子の駆動回路に関し、より詳しくは有機活性層を有する有機電荷注入型発光素子とその駆動回路を同一基板上に一体に形成した有機発光素子デバイスに関する。 The present invention relates to relates to a driving circuit of a charge injection type light emitting device, more particularly an organic light emitting element formed integrally with the driving circuit and the organic charge-injection type light emitting element having an organic active layer on the same substrate about the device.

【0002】 [0002]

【従来の技術】電荷注入型の発光素子としては、GaA 2. Description of the Related Art A charge injection type light emitting element, GaA
sや、GaP、GaN等の無機単結晶を用いた発光ダイオード(LED)が広く用いられているが、有機発光材料の研究も以前から行われていた。 s and, GaP, but the light emitting diode using an inorganic single crystal such as GaN (LED) has been widely used, studies of organic light emitting materials were also done previously. 例えば、ポープ(P For example, Pope (P
ope)らは、1963年にアントラセン単結晶を用いた有機材料の電界発光現象を報告している(J.Che ope) et al., have reported an electroluminescent phenomenon of organic material using an anthracene single crystal in 1963 (J.Che
m. m. Phys. Phys. 38(1963)2042)。 38 (1963) 2042). また、ヘルフリッヒ(Helfinch)とシュナイダー(Sc In addition, Helfrich (Helfinch) and Schneider (Sc
hneider)は1965年に、注入効率のよい溶液電極系を用いる事により比較的強い注入型EL(エレクトロルミネッセンス)の観測に成功している(Phy Hneider) in 1965, relatively strong injection type EL by using a good injection efficiency solution electrode system (are successfully observed electroluminescence) (Phy
s. s. Rev. Rev. Lett. Lett. 14(1965)229)。 14 (1965) 229).

【0003】それ以来、米国特許3,172,862 [0003] Since then, the United States patent 3,172,862
号、米国特許3,173,050号、米国特許3,71 Patent, US Patent No. 3,173,050, US patent 3,71
0,167号、J. No. 0,167, J. Chem. Chem. Phys. Phys. 44(196 44 (196
6)2902、J. 6) 2902, J. Chem. Chem. Phys. Phys. 50(196 50 (196
9)14364、J. 9) 14364, J. Chem. Chem. Phys. Phys. 58(19 58 (19
73)1542、あるいはChem. 73) 1542 or Chem,. Phys. Phys. Let Let
t. t. 36(1975)345等に報告されているように、有機発光性物質を形成する研究が種々行われたが、 36 As reported in (1975) 345, etc., but studies that form the organic light-emitting substance has been variously conducted,
発光強度が弱い、或いは発光に高電圧が必要である等の問題があり、実用レベルの素子を得るには至らなかった。 Emission intensity is low, or high voltage to a light-emitting has problems such is required, did not lead to obtain an element of practical level.

【0004】しかし近年タン(Tang)らは(App [0004] However, in recent years Tan (Tang) et al. (App
l. l. Phys. Phys. Lett. Lett. 51(1987)913あるいは米国特許4,356,429号)、陽極と陰極の間に極めて薄い層(電荷輸送層と発光層)を真空蒸着で積層した有機LED素子を考案し、低い駆動電圧で高輝度を実現した。 51 (1987) 913 or U.S. Pat. No. 4,356,429), a very thin layer between an anode and a cathode (charge-transporting layer and the light-emitting layer) devised an organic LED element formed by laminating a vacuum deposition, a low driving voltage to achieve high brightness. この種の積層型有機LEDデバイスはその後、活発に研究され、最近ではフラットパネルディスプレイヘの応用をはじめとする広範な用途の可能性が現実のものとなってきている。 Then this kind of stacked organic LED device is actively studied recently in the potential for a wide range of applications, including the application of a flat panel display f is becoming a reality.

【0005】図9に有機LED素子の代表的な構成を示す。 [0005] Figure 9 shows a typical structure of an organic LED element. 図中、500は基板である。 In the figure, 500 is a substrate. 501は発光部たる有機LED素子の陽極をなすインジウム/スズ酸化物(I 501 indium / tin oxide that forms the anode of the serving emitting portion organic LED element (I
TO)よりなる透明電極である。 TO) is a transparent electrode made of. 502は芳香族ジアミン(式1)等の有機正孔輸送材料よりなる有機LED素子の正孔輸送層である。 502 is a hole transport layer of the organic LED element of an organic hole-transporting material such as an aromatic diamine (Equation 1). 503はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体(式2)等の有機電子輸送材料よりなる有機LED素子の電子輸送層である。 503 is an electron-transporting layer of the organic LED element of an organic electron-transporting material such as tris (8-quinolinolato) aluminum complex (formula 2). 504はA 504 A
lやMg:Ag合金等の仕事関数の低い物質よりなる有機LED素子の陰極である。 l and Mg: a cathode of the organic LED element comprising a lower material work function such as Ag alloy.

【0006】 [0006]

【化1】 [Formula 1]

【0007】この有機LED素子の陽極と陰極に電圧が印加されると、陽極から正孔輸送層に注入された正孔と、陰極から電子注入層を介して電子輸送層に注入された電子とが再結合し、発光を生じる。 [0007] When the voltage on the anode and the cathode of the organic LED element is applied, a hole injected from the anode into the hole-transporting layer, the electrons and injected into the electron transport layer through the electron injection layer from the cathode There recombine, resulting in light emission.

【0008】このような有機LED素子をフラットパネルディスプレイに応用するためには、有機LED素子を有する微小な画素を複数配列し、各画素の発光を個別に制御可能とする必要が有る。 [0008] In order to apply such an organic LED element in flat panel displays, a micro pixel having an organic LED element and a plurality sequences necessary there to enable controlling the light emission of each pixel individually. そのためには、もっとも簡単には基板上に複数の平行するストライプ状の陽極を形成し、その上に正孔輸送層、電子輸送層を積層して、さらにその上に、陽極とは直交する方向にストライプ状の陰極を形成して、陽極と陰極の各交点を画素とする単純マトリクスを形成する方法がある。 Direction To do this, easiest to form a stripe-like anodes parallel multiple on the substrate, a hole transport layer thereon, and laminating the electron-transporting layer, further thereon, perpendicular to the anode forming a stripe-shaped cathode, there is a method of forming a simple matrix for each intersection of the anode and the cathode as a pixel. これを駆動するには、例えば互いに平行なストライプ状に形成された陰極の各ラインを、1ラインづつ順次負電源に接続しては開放し、これに同期して、陽極を正電源に接続あるいは開放する。 To drive it, for example, each line of cathode formed mutually parallel stripes, and sequentially connected to the negative supply one by one line opens, in synchronization with this, or connect the anode to the positive power supply Open. このようにすることによって、各画素は、それにつながる陰極が負電源に接続されている瞬間だけ、その瞬間に陽極が正電源に接続されているか否かに応じて点滅する。 By doing so, each pixel is only at the moment the cathode connected thereto is connected to the negative power source, flashes depending on whether an anode in the moment is connected to a positive power supply.

【0009】この方法は簡単ではあるが、複数ある陰極のラインうち、ある瞬間にはただ一つのラインだけが負電源に接続されているので、そのラインにつらなる画素のみが陽極が正電源に接続されているか否かに応じて点滅し、他の画素はすべて陽極が正電源に接続されているか否かに関係なく消灯している、という動作をするため、陰極のライン数が多くなると画素の点灯デューティが小さくなるという特性がある。 [0009] While this method is simple, among plural cathode lines is because only a single line at the moment are connected to the negative power supply, connecting only the pixels connected to that line is the anode to the positive supply to blink depending on whether all other pixels anode to the operation of, and off to no matter whether or not it is connected to a positive power supply, the pixel when the number of lines of the cathode is increased a characteristic that lighting duty is reduced.

【0010】このため、点灯の瞬間の輝度は高くとも、 [0010] Even this reason, the moment of the brightness of the lighting is high,
一定時間の平均輝度である実効輝度は、画素が多くなって陰極のライン数が多くなると低下するという欠点がある。 Effective luminance is the average luminance of the fixed time has the disadvantage that decreases with the greater the number of lines of the cathode pixel becomes large.

【0011】この点を改善するため、各画素にトランジスタを設けた有機LEDデバイスが提案されている。 [0011] To improve this point, an organic LED device to each pixel is provided with a transistor has been proposed.

【0012】このような有機LEDデバイスの例を示す。 [0012] Examples of such organic LED devices.

【0013】図10はこのような有機LEDデバイスの単一画素の等価回路を示す図である。 [0013] FIG. 10 is a diagram showing an equivalent circuit of a single pixel of such organic LED devices.

【0014】図10中、601はこの画素を構成する第一の薄膜トランジスタ(アドレストランジスタ)、60 [0014] In FIG. 10, 601 first thin film transistor (address transistor) constituting the pixel, 60
2は蓄積コンデンサ、603は第二の薄膜トランジスタ(駆動トランジスタ)、604は発光部たる有機LED 2 storage capacitor, a second thin film transistor (drive transistor) 603, 604 light emitting portion serving as an organic LED
素子、である。 Element, it is. また、Pdはアドレストランジスタのソース電極につらなる電極、Pcは蓄積コンデンサの第二の側、及び駆動トランジスタのゲート電極につらなる電極、Psはアドレストランジスタのゲート電極につらなる電極、Pvは蓄積コンデンサの第一の側、及び駆動トランジスタのソース電極につらなる電極、Pledは有機LED素子604の陰極につらなる電極、を示す。 Further, Pd is the second side, and continuous electrodes to the gate electrode of the driving transistor, Ps electrode connecting to the gate electrode of the address transistor, Pv is the storage capacitor source electrode to continuous electrode, Pc is the storage capacitor of the address transistor one side, and connected to the source electrode of the driving transistor electrodes, PLED denotes an electrode, leading to the cathode of the organic LED element 604.

【0015】Psには選択信号が印加され、Pdにはデータ信号が印加され、Pcには蓄積コンデンサの充放電によりデータ信号に応じた電位が現れる。 [0015] The Ps selection signal is applied, Pd data signal is applied to, the Pc potential appears corresponding to the data signal by the charging and discharging of the storage capacitor. Pv、及びP Pv, and P
ledは固定電位である。 led is a fixed potential.

【0016】この回路は次のように動作する。 [0016] The circuit operates as follows.

【0017】Psに印加される選択信号が選択状態(高電位状態)になるとPsの電位は上昇する。 The potential of the selection signal applied to Ps is selected (high potential state) Ps increases. この結果、 As a result,
アドレストランジスタのソース、ドレイン間が導通し、 Address the source of the transistor, the drain is turned on,
Pdに現れるデータ信号に応じて蓄積コンデンサ602 Storage in accordance with the data signal appearing at Pd capacitor 602
に電流が流出入して駆動トランジスタのソース電極とゲート電極との電位差、つまりPvとPcの電位差はPd Current flow and out to the potential difference between the source electrode and the gate electrode of the driving transistor, i.e. Pv and Pc potential difference Pd
に現れたデータ信号に応じた値となる。 A value corresponding to the data signal appearing on. このため、駆動トランジスタ603にはデータ信号に応じた電流が流れ、有機LED素子604がデータ信号に応じた輝度で発光する。 Therefore, the driving transistor 603 flows a current corresponding to the data signal, emits light at a luminance organic LED element 604 corresponding to the data signal. Psに印加される選択信号が非選択状態(低電位状態)になるとアドレストランジスタのソース、ドレイン間が非導通となり、Pdに現れるデータ信号が変化しても、アドレストランジスタ601を通じては蓄積コンデンサ602には電流が流出入せず、PcとPvの電位差はほとんど変化しないため、有機LED素子60 When selection signal applied to Ps is the non-selected state (low potential state) address transistor source, drain becomes non-conductive, even data signal appearing at Pd is changed, it is through the address transistor 601 to the storage capacitor 602 since the current does not inflow and outflow, the potential difference between Pc and Pv is hardly changed, the organic LED element 60
4の発光はその影響をほとんど受けない。 4 of the light emission is not substantially influenced by such a variation.

【0018】このような有機LEDデバイスにおいては、各画素にアドレストランジスタや駆動トランジスタや蓄積コンデンサを設けて、選択期間中のデータ信号に対応した電荷を蓄積コンデンサに蓄えておき、非選択期間中も蓄積された電荷に応じて有機LED素子が発光し続けるため、多数の画素を配列したデバイスであっても、各画素の発光デューティを高くとれ、実効的な輝度が低下しないという利点がある。 [0018] In such an organic LED devices, each pixel is provided an address transistor and driving transistor and the storage capacitor, a charge corresponding to the data signal during selection period advance stored in the storage capacitor, even during non-selection period since the organic LED element continues to emit light in accordance with the accumulated charge, even a device having an array of many pixels, taken high emission duty of each pixel, the effective luminance is advantageous in that not reduced.

【0019】各画素に設けるトランジスタは、多結晶シリコン、あるいは非晶質シリコンで形成した薄膜電界効果型トランジスタとするのが普通である。 The transistor provided in each pixel, it is common to a polycrystalline silicon thin film field effect transistor or formed with amorphous silicon.

【0020】しかしながらそれでは、基板上に多結晶シリコン、あるいは非晶質シリコンでトランジスタを形成するプロセスを一通り通した後、さらに有機LED素子を形成するプロセスに投入するという工程を経なければならない。 [0020] However So, after passing through the entire process of forming transistors with polycrystalline silicon or amorphous silicon, on a substrate, it must undergo a process of introducing the process further forming the organic LED element. プラズマCVD装置で時間をかけて非晶質シリコン膜を堆積したり、堆積された非晶質シリコン膜をレーザ光で走査してアニールして多結晶シリコン膜に変換したりという手間と時間のかかる工程が必要であり、 Or depositing an amorphous silicon film over time in the plasma CVD apparatus, time-consuming and time amorphous silicon film deposited by scanning a laser beam that or converted to annealed polycrystalline silicon film process is required,
コストアップの要因となってしまう。 Resulting in an increase in cost.

【0021】そこで、画素が有するトランジスタを有機層を用いて構成することにより、従来の非晶質シリコン、多結晶シリコン等を用いて非線形素子を形成する方法に比べて工程を簡単化してコストを低減する方法も提案されている。 [0021] Therefore, by constituting an organic layer of a transistor included in the pixel, the conventional amorphous silicon, the cost and simplifying the process as compared to a method of forming a non-linear element using polycrystalline silicon or the like how to reduce has also been proposed.

【0022】トランジスタもまた、有機層をもちいて形成するためには、例えば下記のような構成が考えられる。 The transistor also to form by using the organic layer, for example following configuration is conceivable.

【0023】図11はこのような有機LEDデバイスの単一画素の平面図を示す図である。 [0023] FIG. 11 is a diagram showing a plan view of a single pixel of such organic LED devices. 図中、701はこの画素を構成する第一の非線型素子、702は蓄積コンデンサ、703は第二の非線型素子、704は発光部たる有機LED素子である。 In the figure, 701 is a first non-linear elements constituting the pixel, 702 storage capacitor 703 a second non-linear element, 704 is an organic LED element serving emitting portion.

【0024】図12はこのような有機LEDデバイスの構成を、断面(図11中のA−A'断面)で示す図である。 FIG. 12 is a structure of such an organic LED device, is a diagram showing in cross section (A-A 'cross section in FIG. 11). 図中、701はこの画素を構成する第一の非線型素子、702は蓄積コンデンサ、703は第二の非線型素子、704は発光部たる有機LED素子、800は基板である。 In the figure, 701 is a first non-linear elements constituting the pixel, 702 storage capacitor 703 a second non-linear elements, 704 light emitting portion serving as an organic LED element, 800 denotes a substrate.

【0025】801はCrよりなるアドレストランジスタのゲート電極である。 [0025] 801 is the gate electrode of the address transistor consisting of Cr. 802はSiO 2よりなるアドレストランジスタのゲート絶縁層である。 802 is a gate insulating layer of the address transistor made of SiO 2. 803はオリゴチオフェン(式3)よりなるアドレストランジスタの活性層である。 803 is the active layer of the address transistor made of oligothiophene (Equation 3). 806は、Auよりなるアドレストランジスタのソース電極、およびドレイン電極である。 806 is a source electrode, and the drain electrode of the address transistor made of Au. 90 90
1はCrよりなる駆動トランジスタのゲート電極である。 1 is a gate electrode of the driving transistor made of Cr. 902はSiO 2よりなる駆動トランジスタのゲート絶縁層である。 902 is a gate insulating layer of the driving transistor made of SiO 2. 903はオリゴチオフェンよりなる駆動トランジスタの活性層である。 903 is the active layer of the driving transistor consisting of oligothiophene. 906は、Auよりなる駆動トランジスタのソース電極、およびドレイン電極である。 906 is a source electrode, and the drain electrode of the driving transistor made of Au. 1001は発光部たる有機LED素子の陽極をなすインジウム/スズ酸化物(ITO)よりなる透明電極である。 1001 is a transparent electrode made of the light emitting portion serving as an organic LED indium / tin oxide that forms the anode of the element (ITO). 1002は銅フタロシアニン(式4)よりなる有機LED素子の正孔注入層である。 1002 is a hole injection layer of the organic LED element made of copper phthalocyanine (Equation 4). 1003は芳香族ジアミンよりなる有機LED素子の有機正孔輸送層である。 1003 is an organic hole-transporting layer of the organic LED element consisting of an aromatic diamine. 1004はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体よりなる有機LED素子の電子輸送、発光層である。 1004 electron transporting organic LED element formed of tris (8-quinolinolato) aluminum complex, a light emitting layer. 1005はLiFよりなる有機LED素子の電子注入層である。 1005 is an electron injection layer of the organic LED element formed of LiF. 1006は、Alよりなる有機LED素子の陰極である。 1006 is a cathode of the organic LED element formed of Al.

【0026】 [0026]

【化2】 ## STR2 ##

【0027】このようにすることにより、非晶質、あるいは多結晶シリコン等の無機半導体を用いずに駆動トランジスタを形成することが可能であり、非晶質、あるいは多結晶シリコンを用いて素子を形成するプロセスがあることによるコストアップを避けることができる。 [0027] By doing so, amorphous, or without using an inorganic semiconductor such as polycrystalline silicon it is possible to form the driving transistor, amorphous, or a device using a polycrystalline silicon it can be avoided cost due to the presence of formation processes.

【0028】 [0028]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の有機トランジスタは、活性層である有機層の中を面内方向に長距離にわたって電荷を通過させなければならない。 [0006] However the conventional organic transistors, must pass charge over a long distance in the in-plane direction in the organic layer is an active layer.
有機材料は一般的にキャリヤの移動度が低く、このような要求は材料選択の幅を著しく狭め、実用化の障壁となっていた。 The organic material is generally the carrier mobility is low, such a request is narrowed significantly the width of material selection, has been a barrier to commercialization.

【0029】本発明はかかる問題点に鑑みなされたもので、著しく移動度の高い特殊な有機材料ではなく、より広範な有機材料を用いて従来の有機トランジスタに相当する機能を有する非線型素子が形成でき、これによって製造が容易でかつ信頼性も高く、安価な有機LEDデバイスを得る事を目的とするものである。 [0029] The present invention has been made in view of the above problems, instead of a more specific organic materials significantly mobility, non-linear element having a function equivalent to a conventional organic transistor using a broader organic materials formation can be, whereby higher easy and reliable manufacture, it is an object to obtain an inexpensive organic LED device.

【0030】 [0030]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成すべく成された本発明の構成は以下のとおりである。 Means for Solving the Problems The configuration of the present invention made to achieve the above object are as follows.

【0031】即ち、本発明は、基板上に有機発光層を陽極及び陰極により挟持した有機LED素子と、同一基板上に形成された、該有機LED素子に流れる電流を制御する非線型素子を有する有機電子デバイスにおいて、該非線型素子が、少なくとも一つの、主として金属元素よりなる金属層を、有機材料よりなる有機層で挟持した構造を有し、少なくとも一部の電流が、該金属層を通してそれを挟持する有機層の間を流れることを特徴とする。 [0031] Namely, the present invention has an organic LED element in which the organic light emitting layer sandwiched by an anode and a cathode on a substrate, which is formed on the same substrate, the non-linear element which controls a current flowing through the organic LED element in an organic electronic device, said non-linear element, at least one, a metal layer mainly made of a metal element, has a structure which sandwiches an organic layer of an organic material, at least a portion of the current, it through the metal layer wherein the flow between the organic layers sandwiching.

【0032】また本発明は、該非線型素子の該金属層、 Further the invention, the metal layer of the non-linear elements,
及び該有機層がそれぞれ同一基板上に形成された他の回路素子と接続されており、一方の該有機層と該金属層との間の電位差が変化し、それに伴って該一方の有機層と他方の有機層の間を流れる電流が変化するように動作することを特徴とする。 And organic layers are connected to other circuit elements formed on the respective same substrate, the potential difference between one of the organic layer and the metal layer changes, and the organic layer one of the concomitantly characterized in that it operates as a current flowing between the other organic layer is changed.

【0033】更に本発明は、該非線型素子の少なくとも一つの該有機層は、該金属層のフェルミ準位よりも高いエネルギーのLUMOレベルを有する分子を含有することを特徴とする。 Furthermore the present invention, at least one organic layer of the non-linear element, characterized in that it contains molecules having a LUMO level of higher energy than the Fermi level of the metal layer.

【0034】 [0034]

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明の実施形態例の説明を行う。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a description of an example embodiment of the present invention with reference to FIG.

【0035】図1は本発明の一実施形態に係る有機LE [0035] Figure 1 is according to an embodiment of the present invention an organic LE
Dデバイスの構成を、断面で示す図である。 The configuration of the D device, illustrates in cross-section.

【0036】図中、1はこの画素を構成する第一の非線型素子、3は第二の非線型素子、4は発光部たる有機L [0036] In the figure, a first non-linear element 1 constituting the pixel, the second non-linear elements 3, 4 serving as the light emitting portion organic L
ED素子、100は基板である。 ED element, 100 denotes a substrate. 101は第一の非線型素子の第一の有機層に接続する電極、102は第一の非線型素子の第一の有機層、103は第一の非線型素子の金属層、104は第一の非線型素子の第二の有機層、1 101 electrodes connected to the first organic layer of the first non-linear element, 102 is a first organic layer of the first non-linear element, the metal layer of the first non-linear element 103, 104 is first the second organic layer in the non-linear elements, 1
05は第一の非線型素子の第二の有機層に接続する電極、106は絶縁層である。 05 electrodes connected to the second organic layer of the first non-linear element, the 106 is an insulating layer. 第二の非線型素子3も、第一の非線型素子1と同一の構造をしている。 Also the second non-linear element 3, has a first non-linear element 1 and the same structure.

【0037】401は発光部たる有機LED素子の陽極をなす透明電極、402は有機LED素子の正孔注入層、403は有機LED素子の有機正孔輸送層、404 [0037] 401 transparent electrodes forming an anode of serving emitting portion organic LED element, the hole injection layer of the organic LED device 402, the organic hole-transporting layer of the organic LED device 403, 404
は有機LED素子の電子輸送、発光層、405は有機L Electron transport, light-emitting layer of the organic LED element, 405 Organic L
ED素子の電子注入層、406は有機LED素子の陰極である。 Electron injection layer of ED element, 406 is a cathode of the organic LED element.

【0038】[第一の有機層]第一の有機層102を構成する材料としては、例えばトリス(8キノリノラト) [0038] As a material constituting the first organic layer] The first organic layer 102, such as tris (8-quinolinolato)
アルミニウム錯体(Alq3)以外にも、他の有機金属錯体、テトラフェニルブタジエン等の芳香族化合物、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体等、その他の有機物であっても、電子輸送性を示すものであればよい。 Besides aluminum complex (Alq3), other organometallic complexes, aromatic compounds such as tetraphenylbutadiene, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, any other organic, as long as it exhibits an electron-transporting property good. ここで電子輸送性の目安は、動作状態の電界強度において1×10 -5 [cm 2 /V・S]程度以上である。 Wherein a measure of the electron transporting is 1 × 10 -5 [cm 2 / V · S] of about or more at an electric field intensity of the operating conditions. 実際には1×10 -3 [cm 2 /V・S]程度以上が望ましい。 Actually, 1 × 10 -3 [cm 2 / V · S] of about or more.

【0039】また、正孔に対する輸送性は小さいものが望ましいが、有機層に挟持される金属層のフェルミレベルに対して十分低い最高被占軌道(以後、HOMOと呼ぶ)のエネルギーレベルを有するならば、正孔に対する輸送性はある程度あってもかまわない。 Further, although those transporting for holes is small is desired, it has an energy level sufficiently low highest occupied molecular orbital relative Fermi level of the metal layer sandwiched organic layer (hereinafter referred to as HOMO) if, transporting for holes is acceptable even to some extent.

【0040】また、HOMOのエネルギーレベルは、有機層に挟持される金属層のフェルミレベルに対して低いことが望ましいが、正孔に対する輸送性が十分小さいならば、HOMOのエネルギーレベルはある程度高くともかまわない。 Further, the energy level of the HOMO is lower it is desirable for the Fermi level of the metal layer sandwiched organic layer, if transporting for holes is sufficiently small, the energy level of the HOMO is even somewhat higher It does not matter.

【0041】[第二の有機層]第二の有機層104を構成する材料も、上記と同様に各種の電子輸送性材料を用いる事ができる。 The material constituting the second organic layer] The second organic layer 104 may also be used various kinds of electron transporting material in the same manner as described above. 第一の有機層を構成する材料と第二の有機層を構成する材料との組み合わせは、必ずしも同じ材料同士の組み合わせでなくともよい。 The combination of the material constituting the material and a second organic layer forming the first organic layer may not necessarily be the same combination of materials to each other. これら二つの有機層を構成する材料がお互いに異なっていてもよい。 Materials constituting these two organic layers may be different from each other.

【0042】[金属層103]金属層103を構成する材料としては、Au等の各種金属、及びその合金を用いる事ができる。 [0042] As the material constituting the metal layer 103 'metal layer 103 may be used various metals, and their alloys such as Au. あるいは、金属シリサイドのように、金属以外の元素を含むものであってもよい。 Alternatively, as the metal silicide, it may contain an element other than the metal. 金属層はそのフェルミレベルが、少なくとも第一の有機層の最低空軌道(以後、LUMOと呼ぶ)のエネルギーレベルより低い事が必要であり、また、第一の有機層のHOMOのエネルギーレベルより高い事が望ましい。 The metal layer is the Fermi level, the lowest unoccupied molecular orbital of at least a first organic layer (hereinafter referred to as LUMO) it is necessary lower than the energy level, also, higher than the HOMO energy level of the first organic layer things desirable.

【0043】[第一の有機層に接続する電極]第一の有機層に接続する電極101を構成する材料としては、例えばAl、AlLi以外にもMgとAgの合金や、スズ、マグネシウム、インジウム、アルミニウム、カルシウム等、仕事関数の低い(フェルミレベルの高い)金属が利用できる。 [0043] As a material constituting the first electrode connected to the organic layer of] the electrodes 101 to be connected to the first organic layer, such as Al, to and Mg and Ag alloy Besides AlLi, tin, magnesium, indium , aluminum, calcium, etc., (high Fermi level) low work function metal is available. 理想的には、フェルミレベルが第一の有機層のLUMOのエネルギーレベルと同じかより高い事が望ましいが、実際には適当な材料が無い、あっても酸化しやすい等、取り扱いが困難、などの事情がある場合が多い。 Ideally, it Fermi level is higher than or equal to the energy level of the LUMO of the first organic layer is desired, in fact there is no suitable material is easily oxidized even like, difficult to handle, such as If there is the situation in many cases. 現実的には、フェルミレベルが第一の有機層のLUMOのエネルギーレベルより低い材料を用いてもよい。 In practice, the Fermi level may be used a lower material than the energy level of the LUMO of the first organic layer. この場合、電子注入層を電極と有機層との間に設ける事が効果がある。 In this case, it is effective to provide between the electron injection layer electrode and the organic layer. この電子注入層の電子注入材料としては、LiF等のLi化合物、或いはその他の物質であってもよい。 As the electron injecting material for the electron injection layer, Li compounds such as LiF, or may be other substances. SiO 2のような絶縁層を金属電極と有機層の間に設け、キャリヤのトンネル注入を図る構成であってもよい。 An insulating layer such as SiO 2 is provided between the metal electrode and the organic layer may be configured to achieve the tunnel injection of carriers.

【0044】[第二の有機層に接続する電極]第二の有機層に接続する電極105もAl以外にも様々な金属が利用できる。 [0044] [Second electrode connected to the organic layer] The second electrode 105 to be connected to the organic layer also various other than Al metal are available. こちらは電極から有機層に電子を注入するわけではないので、逆に、フェルミレベルが第二の有機層のLUMOのエネルギーレベルと同じかより低い事が望ましい。 This is because it does not inject electrons into the organic layer from the electrodes, on the contrary, it Fermi level is lower than or equal to the energy level of the LUMO of the second organic layer is desirable. Alの他に、金、銀、パラジウム、白金等の金属、インジウム/スズ酸化物(ITO)等の金属酸化物や、導電性高分子等も使用可能である。 In addition to Al, gold, silver, or palladium, a metal such as platinum, indium / tin oxide (ITO) or the like of a metal oxide, a conductive polymer or the like can also be used.

【0045】 [0045]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The following is a description of examples of the present invention, the present invention is not limited to these examples.

【0046】(実施例1)図1は本発明の第一の実施例の有機LEDデバイスの構成を、断面で示す図である。 [0046] (Example 1) FIG. 1 is configured of an organic LED device of the first embodiment of the present invention, showing in cross-section.

【0047】図中、1はこの画素を構成する第一の非線型素子、3は第二の非線型素子、4は発光部たる有機L [0047] In the figure, a first non-linear element 1 constituting the pixel, the second nonlinear device 3, the light emitting portion serving as an organic L 4
ED素子、100は基板である。 ED element, 100 denotes a substrate.

【0048】101はAlよりなる、第一の非線型素子の第一の有機層に接続する電極である。 [0048] 101 is made of Al, which is an electrode to be connected to the first organic layer of the first non-linear element. 102はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体よりなる、第一の非線型素子の第一の有機層である。 102 consists of tris (8-quinolinolato) aluminum complex, a first organic layer of the first non-linear element. 103はAuよりなる、第一の非線型素子の金属層である。 103 consists of Au, a metal layer of the first non-linear element. 104はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体よりなる、第一の非線型素子の第二の有機層である。 104 consists of tris (8-quinolinolato) aluminum complex, a second organic layer of the first non-linear element. 105はAlよりなる、第一の非線型素子の第二の有機層に接続する電極である。 105 consists of Al, an electrode connected to the second organic layer of the first non-linear element. 106はSiO 2よりなる絶縁層である。 106 is an insulating layer made of SiO 2.

【0049】第二の非線型素子3も、第一の非線型素子1と同一の構造をしている。 The second non-linear element 3 also has a first non-linear element 1 and the same structure.

【0050】401は発光部たる有機LED素子の陽極をなすインジウム/スズ酸化物(ITO)よりなる透明電極である。 [0050] 401 is a transparent electrode made of the light emitting portion serving as an organic LED indium / tin oxide that forms the anode of the element (ITO). 402は銅フタロシアニンよりなる有機L 402 is made of copper phthalocyanine organic L
ED素子の正孔注入層である。 A hole injection layer of ED element. 403は芳香族ジアミンよりなる有機LED素子の有機正孔輸送層である。 403 is an organic hole-transporting layer of the organic LED element consisting of an aromatic diamine. 40 40
4はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体)よりなる有機LED素子の電子輸送、発光層である。 4 the electron transport organic LED element formed of tris (8-quinolinolato) aluminum complex), which is a light-emitting layer. 405 405
はAlLiよりなる有機LED素子の電子注入層である。 Is an electron injection layer of the organic LED element formed of AlLi. 406はAlよりなる有機LED素子の陰極である。 406 is a cathode of the organic LED element formed of Al.

【0051】図2は、本実施例の非線型素子の金属層、 [0051] Figure 2 is a metal layer of the non-linear element of this embodiment,
有機層、有機層に接続する電極にそれぞれ用いられている材料のエネルギーダイアグラムである。 Organic layer is an energy diagram of materials used each electrode connected to the organic layer.

【0052】金属層に用いられているAu、及び有機層に接続する電極に用いられているAlのフェルミ準位の、真空準位を基準としたエネルギーレベルは光電子放出法により求められて、それぞれ−5.22eV、− [0052] Au used in the metal layer, and the Fermi level of the Al used in the electrodes connected to the organic layer, the energy levels relative to the vacuum level is determined by light emission method, respectively -5.22eV, -
4.2eVである。 Is 4.2eV.

【0053】第一、第二の有機層にともに用いられているAlq3の、HOMOのエネルギーレベルは、やはり光電子放出法により求められて、−5.8eVである。 [0053] First, the Alq3 which is used both in the second organic layer, the energy level of the HOMO, also be determined by light emission method, is -5.8 eV.
これに、吸収スペクトルより求められた準位間ギャップ2.7eVを加えて、LUMOのエネルギーレベルは− To this, added level gap 2.7eV obtained from the absorption spectrum, the LUMO energy level -
3.1eVと求められる。 Obtained as 3.1eV.

【0054】また、同じくAlq3の還元電位は、参照電極に飽和カロメル、電解液にn−ブチルアンモニウムパークロレートの0.1モルジクロロメタン溶液を用いて、液温20℃で測定したとき、−2.3Vであった。 [0054] Further, likewise the reduction potential of Alq3 is saturated reference electrode calomel, with 0.1 molar dichloromethane to electrolyte n- butylammonium perchlorate, when measured at a liquid temperature of 20 ° C., -2. was 3V.

【0055】図3、図4は、本実施例の非線型素子の動作原理を示す為の、エネルギーダイアグラムである。 [0055] Figure 3, Figure 4, for showing the operation principle of the nonlinear device of this embodiment is an energy diagram. 図3は遮断状態、図4は動作状態を示す。 Figure 3 is cut-off state, FIG. 4 shows the operation state.

【0056】Alよりなる第一の有機層に接続する電極と第二の有機層に接続する電極を介して、第一の有機層と第二の有機層の間に電圧Vcを印加しておく。 [0056] through the electrode connected to the electrode and a second organic layer connected to the first organic layer of Al, previously applying a voltage Vc between the first organic layer and second organic layer . 第一の有機層と金属層との間の電圧をVbとする。 The voltage between the first organic layer and a metal layer and Vb.

【0057】図3の遮断状態においてはVbがゼロであるためキャリヤが第一の有機層から金属層に注入されず、また金属層と第二の有機層との間にはエネルギー障壁が存在する為やはりキャリヤが注入されず、電流は流れない。 [0057] The carrier for Vb is zero in the blocked state of FIG. 3 are not injected into the metal layer from the first organic layer, also there is an energy barrier between the metal layer and the second organic layer for not also injected carrier, current does not flow.

【0058】図4の動作状態において、Vbが印加されると、第一の有機層のLUMOをホッピング伝導してきた電子が金属層に飛び出す。 [0058] In the operating state of FIG. 4, when Vb is applied, electrons of the LUMO of the first organic layer has been hopping conduction pops out metal layer. その飛び出した電子のうち、一部は散乱を受けてエネルギーが低下し、金属層内の伝導電子として電流Ibとして流れるが、これを免れた電子はエネルギーの高いホットエレクトロンとして金属層を突き抜け、第二の有機層に至り、電流Icとなる。 Among the pop-out electronic, partly reduces the energy receiving scattered, flows as the current Ib as the conduction electrons in the metal layer, the electrons penetrate the metal layer as a high hot electron energy spared this, the It reaches the second organic layer, the current Ic.

【0059】一方、第一の有機層、第二の有機層のHO Meanwhile, the first organic layer, HO of the second organic layer
MOのエネルギーレベルは、その間に挟持される金属層のフェルミレベル、及び第二の有機層に接続する電極のフェルミレベルにくらべてかなり低いので、これら金属層、電極から逆に有機層に注入される正孔は非常に少ない。 The energy level of the MO, the Fermi level of the metal layer sandwiched therebetween, and since the second much lower than the Fermi level of the electrode connected to the organic layer, the metal layer, are injected into the organic layer from the electrode to the opposite that hole is very small. また、第一の有機層、第二の有機層がともに正孔に対してはほとんど輸送性を有さないので、有機層内を正孔が移動することもほとんどない。 Further, the first organic layer, since the second organic layer not both have little transportability to the hole, the hole is almost no moving the organic layer. つまり、正孔の寄与による電流はほとんど無視できる。 That is, the current due to the contribution of the hole can be almost neglected.

【0060】Ib、Icの大きさは電圧Vbによって変化し、IbとIcの和に等しい電流Ieの大きさもまた電圧Vbによって変化する。 [0060] Ib, the magnitude of Ic is changed by the voltage Vb, the magnitude of the equal currents Ie to the sum of Ib and Ic also varies depending on the voltage Vb. このことにより、電圧Vb Thus, the voltage Vb
を変化させて電流Ic、あるいは電流Ieを制御することが可能となる。 Changing the it is possible to control the current Ic or current Ie, and.

【0061】即ち、この非線型素子は、第一の有機層をエミッタ、第二の有機層をコレクタ、その間に挟持する金属層をべースとしてみなしたときのバイポーラトランジスタと類似の動作を有する。 [0061] That is, the non-linear element has the emitter a first organic layer, the collector of the second organic layer, the bipolar transistor similar behavior when regarded metal layers sandwiching a base over scan therebetween .

【0062】電流Ic、Ieは有機層の中を通過するが、面内方向にではなく、膜厚方向に通過する。 [0062] Current Ic, Ie will pass through the organic layer, but not in the plane direction, passes in the film thickness direction. 従って、その通過距離は著しく短く、有機層の移動度が比較的小さくとも、機能することができる。 Accordingly, the passing distance is considerably short, even a relatively small mobility of the organic layer can function.

【0063】電流Ibは面内方向に流れるが、こちらは金属層の中を流れる為、金属層の抵抗が小さければ問題ない。 [0063] current Ib flows in the in-plane direction, here for flowing through the metal layer, there is no problem the smaller the resistance of the metal layer.

【0064】従って、有機層を構成する材料としては、 [0064] Therefore, as the material constituting the organic layer,
従来の有機トランジスタに比べてより広範囲の有機物を利用することができる。 It can utilize a broader range of organic matter in comparison with the conventional organic transistors.

【0065】上述の非線型素子は、金属層の厚さがある程度以上あると、第一の有機層から飛び出した電子のほとんどが金属層の中で散乱されてエネルギーを失い、第二の有機層に到達する電子の数が著しく減少してしまうため、金属層の厚さは、膜として成膜できる限り薄いほうが望ましい。 [0065] Non-linear element described above, when the thickness of the metal layer is more than a certain degree, most of the electrons jumped out from the first organic layer loses has been energy scattered in the metal layer, the second organic layer since decreases significantly the number of electrons reaching the thickness of the metal layer is thin it is desirable as far as possible film as a membrane. 実際的には100Åあたりが目安である。 In practice, which is a measure is per 100Å.

【0066】金属層内で散乱された電子は金属層内を面内方向に流れる電流Ibを構成するので、一般にIbは大きくなりやすく、その分Icは小さくなりやすい。 [0066] Since the electrons scattered in the metal layer constitutes a current Ib flowing through the metal layer in the plane direction, generally Ib is tends to increase, that amount Ic is likely smaller. 少しでも多くの電流を有機LEDデバイスに流したい場合は、この非線型素子の第一の有機層の側が有機LED素子の陽極につながるようにして、電流Ieが有機LED If you want to run on the organic LED device more current even slightly, the side of the first organic layer of the non-linear element so as to lead to the anode of the organic LED element, current Ie organic LED
素子に流れるようにしたほうが、非線型素子の第二の有機層の側が有機LED素子の陰極につながり電流Icが有機LED素子に流れるような構成にした場合よりもよい。 Better to the flow through the device is better than the case where the side of the second organic layer in the non-linear elements ties the current Ic to the cathode of the organic LED element has a structure as flowing to the organic LED element.

【0067】図5は本実施例の有機LEDデバイスの単一画素の等価回路を示す図である。 [0067] FIG. 5 is a diagram showing an equivalent circuit of a single pixel of the organic LED device of the present embodiment.

【0068】図5中、1はこの画素を構成する第一の非線型素子、2は蓄積コンデンサ、3は第二の非線型素子、4は発光部たる有機LED素子である。 [0068] In FIG. 5, 1 the first non-linear elements constituting the pixel, 2 storage capacitor, the 3 second non-linear elements, 4 is an organic LED element serving emitting portion. なお、発光部たる有機LED素子が有している等価的容量成分、等価的抵抗成分は省略した。 Incidentally, the equivalent capacitance component emitting portion serving as an organic LED element has an equivalent resistance component is omitted.

【0069】また、Pdは第一の非線型素子の第一の有機層につらなる電極、Pcは蓄積コンデンサ及び第二の非線型素子の金属層につらなる電極、Psは第一の非線型素子の金属層につらなる電極、Pvは第二の非線型素子の第二の有機層につらなる電極、Pledは有機LE [0069] In addition, Pd is an electrode connected to the first organic layer of the first non-linear element, Pc electrode connecting to the metal layer of the storage capacitor and the second non-linear elements, Ps is the first non-linear element electrodes connected to the metal layer, Pv electrodes connected to the second organic layer of the second non-linear elements, PLED organic LE
D素子4の陰極につらなる電極を示す。 It shows an electrode connected to the cathode of D element 4.

【0070】Psには選択信号が印加され、Pdにはデータ信号が印加され、Pcには蓄積コンデンサの充放電によりデータ信号に応じた電位が現れる。 [0070] The Ps selection signal is applied, Pd data signal is applied to, the Pc potential appears corresponding to the data signal by the charging and discharging of the storage capacitor. Pv、及びP Pv, and P
ledは固定電位である。 led is a fixed potential.

【0071】この回路は次のように動作する。 [0071] The circuit operates as follows.

【0072】Psに印加される選択信号が選択状態(高電位状態)になるとPsの電位は上昇する。 [0072] the potential of the selection signal applied to Ps is selected (high potential state) Ps increases. この結果、 As a result,
第一の非線型素子は動作状態となり、Pdに現れるデータ信号に応じて蓄積コンデンサ2に電流が流入して第二の非線型素子の金属層の電位がデータ信号に応じて上昇する。 A first non-linear element is an operational state, the potential of the metal layer of the second non-linear element by a current flowing into the storage capacitor 2 in accordance with the data signal appearing at Pd is increased in accordance with the data signal. このため、第二の非線型素子にはデータ信号に応じた電流が流れ、有機LED素子4がデータ信号に応じた輝度で発光する。 Therefore, the second non-linear element flows current corresponding to the data signal, it emits light at a luminance organic LED element 4 corresponding to the data signal.

【0073】一方、Psに印加される選択信号が非選択状態(低電位状態)になると第一の非線型素子は遮断状態となり、Pdに現れるデータ信号が変化しても、第一の非線型素子1を通じては蓄積コンデンサ2には電流が流出入せず、有機LED素子4の発光はその影響をほとんど受けない。 [0073] On the other hand, the first non-linear element when the selection signal applied to Ps is the non-selected state (low potential state) becomes blocking state, be a data signal appearing at Pd is changed, the first non-linear is through the element 1 without current inflow and outflow to the storage capacitor 2, light emission of the organic LED element 4 is not substantially influenced by such a variation.

【0074】このように、本実施例においては、従来の有機LEDデバイスの二つのトランジスタに変えて、有機層の間に挟持された薄い金属層を有する非線型素子を二つ用いることにより、同様の機能を実現することができる。 [0074] Thus, in the present embodiment, instead of the two transistors of the conventional organic LED device, by using two non-linear elements having a thin metal layer sandwiched between organic layers, similar it is possible to realize the function.

【0075】本実施例においては、第二の非線型素子の第一の有機層は、有機LED素子の陽極と接続される構成になっている。 [0075] In this embodiment, the first organic layer of the second non-linear element has a structure which is connected to an anode of the organic LED element. これは前述のように、少しでも多くの電流を有機LED素子に流せるために有効である。 This is because, as described above, it is effective to flown to the organic LED element much current as possible. もちろん、第二の非線型素子を流れる電流が十分であれば、 Of course, the current flowing through the second non-linear elements if sufficient,
第二の有機層を有機LED素子の陰極に接続する構成も可能である。 Configured to connect the second organic layer to the cathode of the organic LED element are also possible.

【0076】(実施例2)次に、本発明の第二の実施例について説明する。 [0076] Next (Example 2), a description is given of a second embodiment of the present invention.

【0077】この例においては、金属層を有機層で挟持した構造を持ち、トランジスタとして機能する非線型素子の有機層に接続する電極が、Al単層ではなく、Al [0077] In this example, has a structure which sandwiches an organic layer of the metal layer, the electrode to be connected to the organic layer of the non-linear element that functions as transistors, rather than a single Al layer, Al
とAlLiを積層した構造となっている。 And has a structure stacked AlLi with. LiのフェルミレベルはAlより高く、このためLiを含む層をAl Fermi level Li is higher than Al, a layer containing this for Li Al
と有機層との間に挿入する構成をとると、界面に生じるエネルギーギャップが緩和されて、電極から有機層への電子注入が容易になる為、非線型素子がより多くの電流を流す事が可能となる。 And if a configuration to be inserted between the organic layer, the energy gap at the interface is relieved, because it is easy electron injection into the organic layer from the electrodes, be non-linear elements passing more current It can become.

【0078】図6は本実施例の有機LEDデバイスの構成を、断面で示す図である。 [0078] Figure 6 is a structure of an organic LED device of the present embodiment, and shows in cross-section.

【0079】図中、1はこの画素を構成する第一の非線型素子、3は第二の非線型素子、4は発光部たる有機L [0079] In the figure, a first non-linear element 1 constituting the pixel, the second nonlinear device 3, the light emitting portion serving as an organic L 4
ED素子、100は基板である。 ED element, 100 denotes a substrate.

【0080】101はAlよりなる電極である。 [0080] 101 is an electrode made of Al. 102 102
はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体よりなる第一の非線型素子の第一の有機層である。 Is the first organic layer of the first non-linear element formed of tris (8-quinolinolato) aluminum complex. 103はAu 103 Au
よりなる、第一の非線型素子の金属層である。 Becomes more, a metal layer of the first non-linear element. 104はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体よりなる、 104 consists of tris (8-quinolinolato) aluminum complex,
第一の非線型素子の第二の有機層である。 A second organic layer of the first non-linear element. 105はAl 105 Al
よりなる、第一の非線型素子の第二の有機層に接続する電極である。 The more a electrode connected to the second organic layer of the first non-linear element. 106はSiO 2よりなる絶縁層である。 106 is an insulating layer made of SiO 2.
107はAlLiよりなる、第一の非線型素子の第一の有機層に接続する電極である。 107 consists of AlLi, an electrode connected to the first organic layer of the first non-linear element.

【0081】第二の非線型素子3も、第一の非線型素子1と同一の構造をしている。 [0081] The second non-linear element 3 also has a first non-linear element 1 and the same structure.

【0082】401は発光部たる有機LED素子の陽極をなすインジウム/スズ酸化物(ITO)よりなる透明電極である。 [0082] 401 is a transparent electrode made of the light emitting portion serving as an organic LED indium / tin oxide that forms the anode of the element (ITO). 402は銅フタロシアニンよりなる有機L 402 is made of copper phthalocyanine organic L
ED素子の正孔注入層である。 A hole injection layer of ED element. 403は芳香族ジアミンよりなる有機LED素子の有機正孔輸送層である。 403 is an organic hole-transporting layer of the organic LED element consisting of an aromatic diamine. 40 40
4はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体よりなる有機LED素子の電子輸送、発光層である。 4 the electron transport organic LED element formed of tris (8-quinolinolato) aluminum complex, a light emitting layer. 405はLiFよりなる有機LED素子の電子注入層である。 405 is an electron injection layer of the organic LED element formed of LiF. 4
06は、Alよりなる有機LED素子の陰極である。 06 is a cathode of the organic LED element formed of Al.

【0083】LiのフェルミレベルはAlより高く、このためLiを含む層をAlと有機層との間に設ける構成をとると、界面に生じるエネルギーギャップが緩和されて、電極から有機層への電子注入が容易になる為、非線型素子がより多くの電流を流す事が可能となる。 [0083] Fermi level Li is higher than Al, taking the configuration in which a layer containing this for Li between the Al and the organic layer, is relaxed energy gap that occurs at the interface, electrons from the electrode to the organic layer since the injection is facilitated, it is possible non-linear elements shed more current. 実際には、Liの含有量がかなり低いAlLi合金や、金属L In fact, content and rather low AlLi alloy of Li, metal L
iではないLi化合物(LiF等)の薄い層を設けても同様の効果が有る事が、有機LED素子自体の構成の検討において、知られている。 Not i Li compound that (LiF, etc.) thin same effect even when the layer provided there is, in consideration of the structure of the organic LED element itself, are known. 本実施例の非線型素子の構成においても、この効果を期待する事ができる。 In the configuration of the non-linear element of this example, it is possible to expect this effect.

【0084】(実施例3)次に、本発明の第三の実施例について説明する。 [0084] Next (Example 3), a description is given of a third embodiment of the present invention.

【0085】この例においては、第一の非線型素子が有機ダイオードの機能を持つ非線型素子になっている。 [0085] In this example, the first non-linear element is in the non-linear element having the function of the organic diode.

【0086】図7は本実施例の有機LEDデバイスの構成を、断面で示す図である。 [0086] Figure 7 is a structure of an organic LED device of the present embodiment, and shows in cross-section.

【0087】図中、1はこの画素を構成する第一の非線型素子、3は第二の非線型素子、4は発光部たる有機L [0087] In the figure, a first non-linear element 1 constituting the pixel, the second nonlinear device 3, the light emitting portion serving as an organic L 4
ED素子、100は基板である。 ED element, 100 denotes a substrate.

【0088】201はAuよりなる第一の非線型素子の陽極である。 [0088] 201 is an anode of a first non-linear element made of Au. 202は銅フタロシアニンよりなる第一の非線型素子の正孔注入層である。 202 is a hole injection layer of the first non-linear element made of copper phthalocyanine. 203は芳香族ジアミンよりなる第一の非線型素子の有機正孔輸送層である。 203 is an organic hole-transporting layer of the first non-linear element consisting of an aromatic diamine.
204はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体よりなる第一の非線型素子の有機電子輸送層である。 204 is an organic electron-transporting layer of the first non-linear element formed of tris (8-quinolinolato) aluminum complex. 20 20
5はLiFよりなる第一の非線型素子の電子注入層である。 5 is an electron injection layer of the first non-linear element made of LiF. 206は、Alよりなる第一の非線型素子の陰極である。 206 is the cathode of the first non-linear element made of Al.

【0089】301はAlよりなる電極である。 [0089] 301 is an electrode made of Al. 302 302
はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体よりなる第二の非線型素子の第一の有機層である。 Is the first organic layer of the second non-linear element formed of tris (8-quinolinolato) aluminum complex. 303はAu 303 Au
よりなる、第二の非線型素子の金属層である。 Becomes more, a metal layer of the second non-linear elements. 304はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体よりなる、 304 consists of tris (8-quinolinolato) aluminum complex,
第二の非線型素子の第二の有機層である。 A second organic layer of the second non-linear elements. 305はAl 305 Al
よりなる、第二の非線型素子の第二の有機層に接続する電極である。 The more a electrode connected to the second organic layer of the second non-linear elements. 306はSiO 2よりなる絶縁層である。 306 is an insulating layer made of SiO 2.
307はAlLiよりなる、第二の非線型素子の第一の有機層に接続する電極である。 307 consists of AlLi, an electrode connected to the first organic layer of the second non-linear elements.

【0090】401は発光部たる有機LED素子の陽極をなすインジウム/スズ酸化物(ITO)よりなる透明電極である。 [0090] 401 is a transparent electrode made of the light emitting portion serving as an organic LED indium / tin oxide that forms the anode of the element (ITO). 402は銅フタロシアニンよりなる有機L 402 is made of copper phthalocyanine organic L
ED素子の正孔注入層である。 A hole injection layer of ED element. 403は芳香族ジアミンよりなる有機LED素子の有機正孔輸送層である。 403 is an organic hole-transporting layer of the organic LED element consisting of an aromatic diamine. 40 40
4はトリス(8キノリノラト)アルミニウム錯体よりなる有機LED素子の電子輸送、発光層である。 4 the electron transport organic LED element formed of tris (8-quinolinolato) aluminum complex, a light emitting layer. 405はLiFよりなる有機LED素子の電子注入層である。 405 is an electron injection layer of the organic LED element formed of LiF. 4
06は、Alよりなる有機LED素子の陰極である。 06 is a cathode of the organic LED element formed of Al.

【0091】図8は本実施例の有機LEDデバイスの単一画素の等価回路を示す図である。 [0091] FIG. 8 is a diagram showing an equivalent circuit of a single pixel of the organic LED device of the present embodiment.

【0092】図8中、1はこの画素を構成する第一の非線型素子、2は蓄積コンデンサ、3は第二の非線型素子、4は発光部たる有機LED素子である。 [0092] In FIG. 8, 1 the first non-linear elements constituting the pixel, 2 storage capacitor, the 3 second non-linear elements, 4 is an organic LED element serving emitting portion. なお、発光部たる有機LED素子が有している等価的容量成分、等価的抵抗成分は省略した。 Incidentally, the equivalent capacitance component emitting portion serving as an organic LED element has an equivalent resistance component is omitted.

【0093】また、Pdは第一の非線型素子の陽極につらなる電極、Pcは蓄積コンデンサの第二の側及び第二の非線型素子の金属層につらなる電極、Psは蓄積コンデンサの第一の側につらなる電極、Pvは第二の非線型素子の第二の有機層につらなる電極、Pledは有機L [0093] In addition, Pd is an electrode connected to the anode of the first non-linear element, Pc electrode connecting to the metal layer of the second side and the second non-linear elements of the storage capacitor, Ps is the first storage capacitor electrodes connected to the side, Pv electrodes connected to the second organic layer of the second non-linear elements, PLED organic L
ED素子4の陰極につらなる電極を示す。 It shows an electrode connected to the cathode of the ED element 4.

【0094】Psには選択信号が印加され、Pdにはデータ信号が印加され、Pcには蓄積コンデンサの充放電によりデータ信号に応じた電位が現れる。 [0094] The Ps selection signal is applied, Pd data signal is applied to, the Pc potential appears corresponding to the data signal by the charging and discharging of the storage capacitor. Pv、及びP Pv, and P
ledは固定電位である。 led is a fixed potential.

【0095】この回路は次のように動作する。 [0095] The circuit operates as follows.

【0096】Psに印加される選択信号が選択状態(低電位状態)になるとPsの電位は下降する。 [0096] the potential of the selection signal applied to Ps is selected (low potential state) Ps is lowered. この結果、 As a result,
第一の非線型素子は動作状態となり、Pdに現れるデータ信号に応じて蓄積コンデンサ2に電流が流入して電荷が蓄積される。 A first non-linear element becomes operating state, the charge and current flows into the storage capacitor 2 in accordance with the data signal appearing at the Pd is accumulated. Psに印加される選択信号が非選択状態(高電位状態)に復帰すると、Pc、即ち第二の非線型素子の金属層の電位が、もとの電位に、データ信号に応じて蓄積された信号電荷による電圧上昇分を加えた値まで、上昇する。 When selection signal applied to Ps is restored to a non-selected state (high potential state), Pc, namely the potential of the metal layer of the second non-linear element, the original potential, accumulated in accordance with the data signal to a value obtained by adding the voltage rise due to the signal charge, it rises. このため、第二の非線型素子にはデータ信号に応じた電流が流れ、有機LED素子4がデータ信号に応じた輝度で発光する。 Therefore, the second non-linear element flows current corresponding to the data signal, it emits light at a luminance organic LED element 4 corresponding to the data signal. 同時に第一の非線型素子は遮断状態となり、Pdに現れるデータ信号が変化しても、第一の非線型素子1を通じては蓄積コンデンサ2には電流が流出入せず、有機LED素子4の発光はその影響をほとんど受けない。 At the same time the first non-linear element becomes blocked state, even after changing the data signal appearing at the Pd, the through first nonlinear element 1 without current inflow and outflow to the storage capacitor 2, light emission of the organic LED element 4 It is not substantially influenced by such a variation.

【0097】本実施例においては、第一の非線型素子1 [0097] In this embodiment, the first non-linear element 1
は有機LED素子4と同様の構成をとっており、ダイオードとして機能している。 It adopts the same configuration as the organic LED element 4 functions as a diode. 第一の非線型素子はこのようにダイオードであってもかまわない。 A first non-linear element may be thus diode. ダイオードとして機能する非線型素子のほうが、トランジスタとして機能する非線型素子より作製が容易という利点がある。 Towards the non-linear element that functions as a diode is, there is an advantage that can be fabricated readily than non-linear element that functions as a transistor.

【0098】 [0098]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、同一基板上に有機LED素子と非線型素子を有する有機電子デバイスにおいて、該非線型素子を、少なくとも一つの金属層を有機層で挟持した構造とし、電流が、該金属層を通してそれを挟持する有機層の間を流れるように構成したことにより、従来の有機トランジスタの実用化の障壁となっていた、活性層である有機層には著しく移動度の高い特殊な有機材料を用いねばならないという制約を緩和し、材料選択の幅を著しく広げる事が可能になった。 As described above, according to the present invention, according to the present invention, sandwiching the organic electronic device having an organic LED element and a non-linear element on the same substrate, the non-linear elements, at least one metal layer in the organic layer and has a structure, a current, by constructing to flow between the organic layers sandwiching it through the metal layer, has been a barrier to commercialization of a conventional organic transistor, the organic layer is an active layer relaxes the constraint that must be using a high special organic material with significantly mobility, it has become possible to widen significantly the width of the material selection. これによって製造が容易でかつ信頼性も高く、安価な有機電子デバイスを得る事が可能となったものである。 This is easy to produce and highly reliable, in which it is possible to obtain an inexpensive organic electronic device.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第一の実施例の有機LEDデバイスの構成を、断面で示す図である。 The organic LED device structure of the first embodiment of the present invention; FIG illustrates in cross-section.

【図2】図1の非線型素子の金属層、有機層、有機層に接続する電極にそれぞれ用いられている材料のエネルギーダイアグラムである。 [2] the metal layer of non-linear elements in FIG. 1, the organic layer is an energy diagram of materials used each electrode connected to the organic layer.

【図3】図1の非線型素子の動作原理を示す為の、遮断状態におけるエネルギーダイアグラムである。 [Figure 3] for illustrating the operation principle of non-linear elements in FIG. 1, is an energy diagram in the cutoff state.

【図4】図1の非線型素子の動作原理を示す為の、動作状態におけるエネルギーダイアグラムである。 [Figure 4] for illustrating the operation principle of non-linear elements in FIG. 1, is an energy diagram in the operating state.

【図5】本発明の第一の実施例の有機LEDデバイスの単一画素の等価回路を示す図である。 5 is a diagram showing an equivalent circuit of a single pixel of the organic LED device of the first embodiment the present invention.

【図6】本発明の第二の実施例の有機LEDデバイスの構成を、断面で示す図である。 [6] The second organic LED device in embodiment of the configuration of the present invention, showing in cross-section.

【図7】本発明の第三の実施例の有機LEDデバイスの構成を、断面で示す図である。 [7] The organic LED device structure of a third embodiment of the present invention, showing in cross-section.

【図8】本発明の第三の実施例の有機LEDデバイスの単一画素の等価回路を示す図である。 8 is a diagram showing an equivalent circuit of a single pixel of the organic LED device of the third embodiment the present invention.

【図9】有機LED素子部の代表的な構成を示す図である。 9 is a diagram showing a typical structure of an organic LED element portion.

【図10】従来の有機LEDデバイスの単一画素の等価回路を示す図である。 10 is a diagram showing an equivalent circuit of a single pixel of a conventional organic LED device.

【図11】従来の有機LEDデバイスの単一画素の平面図を示す図である。 11 is a diagram showing a plan view of a single pixel of a conventional organic LED device.

【図12】従来の有機LEDデバイスの構成を、断面で示す図である。 [12] The structure of a conventional organic LED devices, is a diagram showing in cross-section.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 第一の非線型素子 2 蓄積コンデンサ 3 第二の非線型素子 4 有機LED素子 100 基板 101、107 第一の非線型素子の第一の有機層に接続する電極 102 第一の非線型素子の第一の有機層 103 第一の非線型素子の金属層 104 第一の非線型素子の第二の有機層 105 第一の非線型素子の第二の有機層に接続する電極 106 絶縁層 201 第一の非線型素子の陽極 202 第一の非線型素子の正孔注入層 203 第一の非線型素子の有機正孔輸送層 204 第一の非線型素子の有機電子輸送層 205 第一の非線型素子の電子注入層 206 第一の非線型素子の陰極 301 電極 302 第二の非線型素子の第一の有機層 303 第二の非線型素子の金属層 304 第二の非線型素子の第二の有機層 305 第二の非線型素子の第 1 of the first non-linear element 2 storage capacitor 3 a second non-linear element 4 organic LED element 100 substrate 101, 107 electrode 102 is connected to the first organic layer of the first non-linear device a first non-linear element electrode 106 insulating layer 201 is connected to the second organic layer of the first organic layer 103 first second organic layer 105 a first non-linear element of the metal layer 104 a first non-linear elements of the non-linear elements the hole injection layer 203 first organic electron-transporting layer 205 first non-linear organic hole transport layer 204 a first non-linear element of a non-linear elements of the anode 202 of the first non-linear device a first non-linear element the first cathode 301 electrodes 302 of an electron injection layer 206 a first non-linear element of the device the second nonlinear elements organic layer 303 a second of the second metal layer 304 of the non-linear elements of the second non-linear elements the organic layer 305 a second non-linear elements 二の有機層に接続する電極 306 絶縁層 307 第二の非線型素子の第一の有機層に接続する電極 401 陽極(透明電極) 402 正孔注入層 403 有機正孔輸送層 404 電子輸送、発光層 405 電子注入層 406 陰極 Second electrode 401 anode connected to the first organic layer of the electrode 306 insulating layer 307 to be connected to the organic layer a second non-linear elements (transparent electrode) 402 hole injection layer 403 organic hole-transporting layer 404 electron-transporting, light-emitting layer 405 an electron injection layer 406 cathode

フロントページの続き (72)発明者 妹尾 章弘 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 3K007 AB18 BA06 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 GA04 Front page of the continuation (72) inventor Akihiro Seno Ota-ku, Tokyo Shimomaruko 3-chome No. 30 No. 2 Canon Co., Ltd. in the F-term (reference) 3K007 AB18 BA06 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 GA04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 基板上に有機発光層を陽極及び陰極により挟持した有機LED素子と、同一基板上に形成された、該有機LED素子に流れる電流を制御する非線型素子を有する有機電子デバイスにおいて、該非線型素子が、少なくとも一つの、主として金属元素よりなる金属層を、有機材料よりなる有機層で挟持した構造を有し、 And 1. A organic LED organic light emitting layer on the substrate was sandwiched by the anode and cathode elements, are formed on the same substrate, in an organic electronic device having a non-linear element which controls a current flowing through the organic LED element , non-linear elements are at least one, mainly a metal layer made of a metal element, has a sandwich structure with an organic layer of an organic material,
    少なくとも一部の電流が、該金属層を通してそれを挟持する有機層の間を流れることを特徴とする、有機電子デバイス。 At least a portion of the current, characterized in that flow between the organic layers sandwiching it through the metal layer, an organic electronic device.
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の有機電子デバイスにおいて、該非線型素子の該金属層、及び該有機層がそれぞれ同一基板上に形成された他の回路素子と接続されており、一方の該有機層と該金属層との間の電位差が変化し、それに伴って該一方の有機層と他方の有機層の間を流れる電流が変化するように動作することを特徴とする、有機電子デバイス。 2. A organic electronic device according to claim 1, said non the metal layer of linear elements, and the organic layer is connected to other circuit elements formed on the respective same substrate, one of the the potential difference between the organic layer and the metal layer changes, characterized in that it operates as a current flowing between one of the organic layer and the other organic layer the changes with it, an organic electronic device.
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の有機電子デバイスにおいて、該非線型素子の少なくとも一つの該有機層は、該金属層のフェルミ準位よりも高いエネルギーのLUMO 3. The organic electronic device according to claim 2, at least one organic layer of the non-linear elements are high energy LUMO of the Fermi level of the metal layer
    レベルを有する分子を含有することを特徴とする、有機電子デバイス。 Characterized in that it contains molecules having a level, organic electronic devices.
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